本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

為保障無(wú)人機(jī)在沒有衛(wèi)星信號(hào)的環(huán)境下可以正常巡航，需要設(shè)計(jì)一種不依賴于衛(wèi)星定位的方法，將路由器作為定位設(shè)備。在室內(nèi)，gps的信號(hào)微弱，甚至沒有信號(hào)，此時(shí)無(wú)人機(jī)很難基于gps的信號(hào)進(jìn)行巡航。當(dāng)在軍事基地各種安全問(wèn)題需要考慮的時(shí)候，無(wú)人基于衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行飛行時(shí)，將會(huì)可能出現(xiàn)炸機(jī)的情況，無(wú)人機(jī)可能因?yàn)槭ps信號(hào)指導(dǎo)而失去飛行方向。因此，無(wú)人機(jī)巡航路線是需要全面規(guī)劃好，無(wú)人機(jī)飛行指令根據(jù)接收模塊接收到的路由器的wifi信號(hào)強(qiáng)度值來(lái)執(zhí)行，這些是無(wú)人機(jī)在非gps環(huán)境下巡航的前提。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航方法，在所述無(wú)人機(jī)空中預(yù)設(shè)的巡航線路對(duì)應(yīng)的地面上設(shè)置多個(gè)無(wú)線路由器，所述無(wú)人機(jī)在巡航過(guò)程中通過(guò)接收地面無(wú)線路由器的信號(hào)確定飛行動(dòng)作。

該方法具體包括：

s1、無(wú)人機(jī)巡航線路對(duì)應(yīng)的地面上設(shè)置多個(gè)無(wú)線路由器；

s2、手動(dòng)遙控?zé)o人機(jī)巡航，檢測(cè)并記錄無(wú)人機(jī)到達(dá)每個(gè)無(wú)線路由器正上方時(shí)該無(wú)線路由器的信號(hào)強(qiáng)度值；

s3、無(wú)人機(jī)初始化并進(jìn)行工作狀態(tài)的自檢；

s4、無(wú)人機(jī)自主巡航，飛行過(guò)程中不斷接收巡航路線前方最近的無(wú)線路由器的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度值大小判斷無(wú)人機(jī)是否到達(dá)該無(wú)線路由器的正上方，當(dāng)?shù)竭_(dá)該無(wú)線路由器正上方后，則無(wú)人機(jī)進(jìn)行下一步巡航動(dòng)作并接收下一個(gè)無(wú)線路由器的信號(hào)，在飛行過(guò)程中根據(jù)任務(wù)要求對(duì)不同角度進(jìn)行拍攝；

s5、無(wú)人機(jī)降落。

所述步驟s1具體包括：將無(wú)線路由器均勻的布置在無(wú)人機(jī)巡航線路對(duì)應(yīng)地面上的位置上，并且在無(wú)人機(jī)每個(gè)轉(zhuǎn)向處及終點(diǎn)的正下方設(shè)置無(wú)線路由器。

所述步驟s4中根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度值大小判斷無(wú)人機(jī)是否到達(dá)接收信號(hào)的無(wú)線路由器的正上方具體包括：將無(wú)人機(jī)接收的無(wú)線路由器信號(hào)強(qiáng)度值與步驟s2檢測(cè)的到達(dá)該無(wú)線路由器正上方時(shí)信號(hào)強(qiáng)度值的大小比較，若兩者相差在設(shè)定范圍內(nèi)，則判斷無(wú)人機(jī)到達(dá)該無(wú)線路由器正上方。

所述步驟s4中巡航動(dòng)作具體包括按當(dāng)前方向飛行和轉(zhuǎn)向飛行。

所述步驟s5具體包括：當(dāng)無(wú)人機(jī)接收終點(diǎn)正下方的無(wú)線路由器的信號(hào)時(shí)，與步驟s2檢測(cè)的到達(dá)該無(wú)線路由器正上方時(shí)信號(hào)強(qiáng)度值的大小比較，若兩者相差在設(shè)定范圍內(nèi)，則無(wú)人機(jī)下降。

一種使用以上所述巡航方法的基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航系統(tǒng)，包括：

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，用于在空中巡航并拍攝周圍情況；

無(wú)線路由器系統(tǒng)，設(shè)于地面并與所述無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式通訊，用于無(wú)人機(jī)定位；

監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)于地面并與所述無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式通訊，用于控制無(wú)人機(jī)的拍攝參數(shù)并監(jiān)控?zé)o人機(jī)拍攝的圖像。

所述無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括無(wú)線路由器接收模塊、開發(fā)板、飛控主控器、信號(hào)檢測(cè)單元、云臺(tái)相機(jī)、電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述開發(fā)板、信號(hào)檢測(cè)單元、云臺(tái)相機(jī)、電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)都與飛控主控器連接，所述無(wú)線路由器接收模塊與開發(fā)板連接；所述無(wú)線路由器系統(tǒng)包括基站和多個(gè)無(wú)線路由器，所述基站與多個(gè)無(wú)線路由器連接；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括云臺(tái)遙控器和移動(dòng)終端；所述無(wú)線路由器系統(tǒng)通過(guò)所述無(wú)線路由器與所述無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的無(wú)線路由器接收模塊通訊，所述監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)所述云臺(tái)遙控器和移動(dòng)終端分別與所述無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的云臺(tái)相機(jī)通訊。

所述云臺(tái)相機(jī)包括相機(jī)、云臺(tái)控制端、云臺(tái)支架。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、根據(jù)在巡航線路對(duì)應(yīng)的地面上鋪設(shè)的路由器，無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在沒有g(shù)ps信號(hào)的情況下，在固定高度的水平面上進(jìn)行航線飛行和拍攝。

2、路由器用于無(wú)人機(jī)導(dǎo)航中，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和信息實(shí)時(shí)傳輸，使得不增加設(shè)備就可以增加傳輸信息的功能，節(jié)約成本。

3、無(wú)人機(jī)在巡航過(guò)程中通過(guò)接收的前方路線的路由器的信號(hào)強(qiáng)度，判斷飛行位置和下一步飛行動(dòng)作，導(dǎo)航方法簡(jiǎn)潔方便，操作簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的巡航方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的無(wú)人機(jī)巡航過(guò)程中速度和方向調(diào)整流程圖。

圖中標(biāo)注：1、無(wú)線路由器接收模塊，2、開發(fā)板，3、電源，4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，5、信號(hào)檢測(cè)單元，6、云臺(tái)相機(jī)，7、飛控主控器，8、無(wú)線路由器，9、基站，10、移動(dòng)終端，11、云臺(tái)遙控器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

一種基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航方法，在無(wú)人機(jī)空中預(yù)設(shè)的巡航線路對(duì)應(yīng)的地面上設(shè)置多個(gè)無(wú)線路由器8，無(wú)人機(jī)在巡航過(guò)程中通過(guò)接收地面無(wú)線路由器8的信號(hào)確定飛行動(dòng)作。

該方法具體包括：

s1、無(wú)人機(jī)巡航線路對(duì)應(yīng)的地面上設(shè)置多個(gè)無(wú)線路由器8；

s2、手動(dòng)遙控?zé)o人機(jī)巡航，檢測(cè)并記錄無(wú)人機(jī)到達(dá)每個(gè)無(wú)線路由器8正上方時(shí)該無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值；

s3、無(wú)人機(jī)初始化并進(jìn)行工作狀態(tài)的自檢；

s4、無(wú)人機(jī)自主巡航，飛行過(guò)程中不斷接收巡航路線前方最近的無(wú)線路由器8的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度值大小判斷無(wú)人機(jī)是否到達(dá)該無(wú)線路由器8的正上方，當(dāng)?shù)竭_(dá)該無(wú)線路由器8正上方后，則無(wú)人機(jī)進(jìn)行下一步巡航動(dòng)作并接收下一個(gè)無(wú)線路由器8的信號(hào)，在飛行過(guò)程中根據(jù)任務(wù)要求對(duì)不同角度進(jìn)行拍攝；

s5、無(wú)人機(jī)降落。

步驟s1具體包括：將無(wú)線路由器8均勻的布置在無(wú)人機(jī)巡航線路對(duì)應(yīng)地面上的位置上，并且在無(wú)人機(jī)每個(gè)轉(zhuǎn)向處及終點(diǎn)的正下方設(shè)置無(wú)線路由器8。

步驟s4中根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度值大小判斷無(wú)人機(jī)是否到達(dá)接收信號(hào)的無(wú)線路由器8的正上方具體包括：將無(wú)人機(jī)接收的無(wú)線路由器8信號(hào)強(qiáng)度值與步驟s2檢測(cè)的到達(dá)該無(wú)線路由器8正上方時(shí)信號(hào)強(qiáng)度值的大小比較，若兩者相差在設(shè)定范圍內(nèi)，則判斷無(wú)人機(jī)到達(dá)該無(wú)線路由器8正上方。

步驟s4中巡航動(dòng)作具體包括按當(dāng)前方向飛行和轉(zhuǎn)向飛行。

步驟s5具體包括：當(dāng)無(wú)人機(jī)接收終點(diǎn)正下方的無(wú)線路由器8的信號(hào)時(shí)，與步驟s2檢測(cè)的到達(dá)該無(wú)線路由器8正上方時(shí)信號(hào)強(qiáng)度值的大小比較，若兩者相差在設(shè)定范圍內(nèi)，則無(wú)人機(jī)下降。

一種使用以上巡航方法的基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航系統(tǒng)，如圖1所示，包括：無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，用于在空中巡航并拍攝周圍情況；無(wú)線路由器系統(tǒng)，設(shè)于地面并與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式通訊，用于無(wú)人機(jī)定位；監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)于地面并與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式通訊，用于控制無(wú)人機(jī)的拍攝參數(shù)并監(jiān)控?zé)o人機(jī)拍攝的圖像。

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括無(wú)線路由器接收模塊1、開發(fā)板2、飛控主控器7、信號(hào)檢測(cè)單元5、云臺(tái)相機(jī)6、電源3和電機(jī)驅(qū)動(dòng)4，開發(fā)板2、信號(hào)檢測(cè)單元5、云臺(tái)相機(jī)6、電源3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)4都與飛控主控器7連接，無(wú)線路由器接收模塊1與開發(fā)板2連接；無(wú)線路由器系統(tǒng)包括基站9和多個(gè)無(wú)線路由器8，基站9與多個(gè)無(wú)線路由器8連接；監(jiān)控系統(tǒng)包括云臺(tái)遙控器11和移動(dòng)終端10；無(wú)線路由器系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線路由器8與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的無(wú)線路由器接收模塊1通訊，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)云臺(tái)遙控器11和移動(dòng)終端10分別與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的云臺(tái)相機(jī)6通訊。

云臺(tái)相機(jī)6包括相機(jī)、云臺(tái)控制端、云臺(tái)支架。

開發(fā)板2采用stm32開發(fā)板。

實(shí)施例一

一種基于路由器的無(wú)人機(jī)巡航方法，巡航路線為正方形，在巡航路線對(duì)應(yīng)的地面上均勻布置8個(gè)無(wú)線路由器8，按巡航方向依次編號(hào)為1～8，其中1、3、5、7號(hào)無(wú)線路由器8位于正方形的4個(gè)拐點(diǎn)處。

手動(dòng)遙控?zé)o人機(jī)飛到1號(hào)無(wú)線路由器8的正上方20米處，采集1號(hào)無(wú)線路由器8的信號(hào)值強(qiáng)度，接著沿著2號(hào)無(wú)線路由器8的方向飛行，再采集到達(dá)2號(hào)無(wú)線路由器8正上方處時(shí)接收到的2號(hào)無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值，直到依次采集完8個(gè)無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值。采集的這些信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在需要運(yùn)行的程序中。編寫程序控制無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，在程序中設(shè)置無(wú)人機(jī)接收路由器3、5、7號(hào)正上方信號(hào)強(qiáng)度值為控制無(wú)人機(jī)飛行轉(zhuǎn)向的判斷條件。

巡航過(guò)程中無(wú)人機(jī)需要判斷此時(shí)到達(dá)的位置是否需要轉(zhuǎn)換飛行方向。例如，如果當(dāng)前無(wú)人機(jī)在巡航中正往3號(hào)無(wú)線路由器8飛行，測(cè)得信號(hào)強(qiáng)度值符合飛到3號(hào)無(wú)線路由器8正上方時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度值的設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，則無(wú)人機(jī)通過(guò)指令調(diào)整方向90度飛向4號(hào)無(wú)線路由器8。在無(wú)人機(jī)巡航時(shí)，無(wú)人機(jī)上的無(wú)線路由器接收模塊1會(huì)收到來(lái)自不同路由器的wifi信號(hào)，但是只判斷路線前方最近的編號(hào)的無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值是否達(dá)到離線采集時(shí)的強(qiáng)度，同時(shí)在每一個(gè)位置都判斷是否達(dá)到目的地。在無(wú)人機(jī)飛行時(shí)拍攝的視頻將會(huì)顯示在移動(dòng)終端10的界面上，同時(shí)還存儲(chǔ)在sd卡中。

如圖2所示，無(wú)人機(jī)巡航一次的具體流程為：對(duì)無(wú)人機(jī)各個(gè)設(shè)備模塊進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)異常后給無(wú)人機(jī)在1號(hào)無(wú)線路由器8處上電起飛，此時(shí)機(jī)頭方向朝著路由器2號(hào)，無(wú)人機(jī)上升時(shí)需要不斷的判斷接收的1號(hào)無(wú)線路由器8信號(hào)強(qiáng)度是否與上方20米處的信號(hào)強(qiáng)度值一致，若一致則飛機(jī)停止上飛，開始往2號(hào)無(wú)線路由器8方向飛行并檢測(cè)2號(hào)無(wú)線路由器8的信號(hào)值。當(dāng)判斷到達(dá)2號(hào)無(wú)線路由器8正上方時(shí)，無(wú)人機(jī)繼續(xù)向前飛行并檢測(cè)3號(hào)無(wú)線路由器8的信號(hào)，當(dāng)接收的信號(hào)強(qiáng)度值與離線采集的差值在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，無(wú)人機(jī)就需要懸停，切換機(jī)頭方向朝著4號(hào)路由器方向飛行。依次按照無(wú)線路由器8的編號(hào)順序，通過(guò)判斷各個(gè)無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值來(lái)引導(dǎo)無(wú)人機(jī)飛行。當(dāng)接收的1號(hào)無(wú)線路由器8信號(hào)強(qiáng)度值匹配離線采集的信號(hào)強(qiáng)度值時(shí)，燒寫的程序給無(wú)人機(jī)下降的指令。在整個(gè)過(guò)程中，地面上的移動(dòng)終端10界面將會(huì)記錄飛行時(shí)所采集到的wifi信號(hào)強(qiáng)度值，如果發(fā)現(xiàn)航拍視頻中有異常區(qū)域，工作人員可以根據(jù)當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度值匹配離線采集的信號(hào)強(qiáng)度值，判斷異常地點(diǎn)所處的區(qū)域。

圖3為無(wú)人機(jī)巡航飛行過(guò)程中速度和方向調(diào)整流程圖，主要是巡航時(shí)飛行速度與方向的調(diào)節(jié)。首先，無(wú)人機(jī)進(jìn)行上電，初步設(shè)定無(wú)人機(jī)上升速度，當(dāng)接收信號(hào)強(qiáng)度值要接近1號(hào)無(wú)線路由器8上方20米處的信號(hào)強(qiáng)度值時(shí)，降低無(wú)人機(jī)飛行速度，使無(wú)人機(jī)能在飛行過(guò)程中準(zhǔn)確飛到20米處懸停。判斷無(wú)人機(jī)是否接近某個(gè)無(wú)線路由器8的依據(jù)是接收到的wifi信號(hào)強(qiáng)度值，此強(qiáng)度值會(huì)比到達(dá)該無(wú)線路由器8正上方的強(qiáng)度值小一些，具體根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行速度來(lái)設(shè)定。無(wú)人機(jī)飛行到20米高處，給無(wú)人機(jī)設(shè)定一個(gè)速度，當(dāng)接收的3號(hào)無(wú)線路由器8的信號(hào)強(qiáng)度值接近離線測(cè)得的值時(shí)，此時(shí)讓無(wú)人機(jī)降低速度，使得匹配到3號(hào)無(wú)線路由器8正上方強(qiáng)度值時(shí)無(wú)人機(jī)懸停，然后指令讓無(wú)人機(jī)的方向朝向4號(hào)無(wú)線路由器8。以此方式繼續(xù)飛行至起飛點(diǎn)，即1號(hào)無(wú)線路由器8。無(wú)人機(jī)速度與方向的調(diào)整是決定飛行的準(zhǔn)確度，尤其是速度，要確保尋找特殊信號(hào)值的速度，才能正確的執(zhí)行指令。